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2010年，时任俄罗斯外交部长的伊万诺夫在访问美国时曾表示，核动力应用于火箭与航天器将是未来发展的趋势，俄罗斯有意与美国在该领域启动联合研发计划。虽然伊万诺夫提出两国应该尽早开始这种合作项目，不过研发应用于航天器与火箭的核动力发动机需要大量的资金与强大的技术支撑。时任美国总统的奥巴马就曾大幅缩减NASA研发新火箭的经费，冀望私营火箭公司更多来介入开发美国的太空运载火箭的项目。此举被看成是过度依赖俄罗斯的“联盟”火箭。
事实上美国在上世纪50年代中期至70年代初期就开展过核动力火箭的相关研究以及地面试验，当时计划用于火星探测的核动力火箭在设计理论上从地球到火星仅需4个月，不过随着美国的载人登陆火星计划搁置后，相关的试验后来也终止了。直到2003年，NASA才重新开启航天专用的核动力系统的研发，在被奥巴马政府缩减经费之前，该项目已经投入了好几亿美元的资金。俄罗斯也宣称他们于2010年拨款了5亿卢布开发航天系统的核动力项目。
核动力火箭发动机的原理是利用核反应堆把液氢流体加热到最高温度，通过喷管膨胀喷发来产生更大的推力。NASA研发核低温推进级段的项目团队曾通过一项为期三年的测试发现，使用核动力火箭发动机的效率是常规化学火箭发动机的两倍多，核动力火箭也比常规化学火箭具有更轻更省燃料的特点，虽然它在理论测试中能够拥有很大的速度，不过要将其安全打造出来却不是简单的事情，因为液氢在加热后容易发生爆炸。这也是目前核动力火箭发动机不能实用的原因之一。